Ожиріння та термогенез, пов’язані із споживанням кофеїну, ефедрину, капсаїцину та зеленого
Анотація
надмірна вага та ожиріння представляють загрозу здоров’ю населення у зростаючій кількості країн (131). Ожиріння є результатом тривалого позитивного енергетичного балансу через надмірне споживання енергії над енерговитратами (ЕЕ), або навпаки. Негативний енергетичний баланс необхідний для зменшення ваги, і його можна досягти або зменшенням споживання, або збільшенням витрат. Інструменти для лікування ожиріння, включаючи такі речовини, як кофеїн, ефедрин, капсаїцин та зелений чай, були запропоновані як стратегії зниження ваги та підтримання ваги, оскільки вони можуть підвищувати ЕЕ та пропонуються для протидії зниженню швидкості метаболізму, яка присутня під час ваги втрата.
У цьому огляді розглядаються термогенні властивості кофеїну, ефедрину, капсаїцину та зеленого чаю щодо регулювання маси тіла. Крім того, ми обговорюємо роль симпатичної нервової системи в ожирінні.
Термогенні властивості кофеїну, ефедрину, капсаїцину та зеленого чаю з точки зору регулювання маси тіла
Докази механізмів термогенних властивостей кофеїну, ефедрину, капсаїцину та зеленого чаю є суперечливими і будуть детальніше обговорені в заключному обговоренні. Тут, доречно, включено кілька найбільш вірогідних механізмів спостережуваних термогенних властивостей.
Кофеїн.
Кофеїн як термогенний засіб досліджували для потенційного використання у зниженні маси тіла. Можливий механізм впливу кофеїну на термогенез включає інгібування індукованої фосфодіестеразою деградації внутрішньоклітинного циклічного АМФ (цАМФ) (31). В даний час можливі докази метаболічної відповіді на кофеїн через механізми, що включають катехоламінергічну стимуляцію адипоцитів або інший клітинний метаболізм, здаються менш переконливими (17, 61, 122) (див. Також обговорення). Дуллу та ін. (39) дійшов висновку, що здатність метилксантинів посилювати термогенний ефект ефедрину, особливо в умовах обмеження калорій, передбачає незначний внесок антагонізму аденозину, але це в основному можна пояснити пригніченням активності фосфодіестерази. Крім того, повідомлялося, що термогенний вплив метилксантинів може бути зумовлений стимуляцією субстратних циклів, таких як цикл Корі (перетворення глікогену та глюкози в лактат) та цикл тригліцеридів FFA (7, 8, 133). Термогенні процеси печінки, викликані лактатом, та утворення тригліцеридів після реестерифікації печінки можуть пояснити термогенний внесок у вплив кофеїну (8).
Стимулююча дія кофеїну на термогенез у людини добре встановлена (1, 8, 17, 33, 57). Показано також зменшення споживання їжі після споживання кофеїну (90, 117). Таким чином, кофеїн може впливати як на ЕЕ, так і на споживання енергії. Хоча нелюдська тваринна модель показала, що кофеїн зменшує відкладення жиру в організмі (23), довготривалі втручання у людей не показали впливу споживання кофеїну на масу тіла (5, 85, 128). Можливим поясненням відсутності довготривалого ефекту кофеїну є розвиток нечутливості до його наслідків.
Ефедрин.
Ephedra sinica є чагарником, корінним для Китаю та Монголії, що містить симпатоміметичні сполуки, що називаються алкалоїдами ефедри (101). Ефедра містить чотири ізомери, з яких ефедрин, як вважають, є алкалоїдом, найбільш відповідальним за термогенний ефект (123). Термогенний ефект ефедрину може бути посилений кофеїном (5, 37). Ефедрин опосередковує його термогенний ефект, насамперед, шляхом посилення вивільнення симпатичного нейрону норадреналіну (NE) та адреналіну (31, 39). Однак дослідження in vitro показали, що ефедрин стимулює дихання коричневих адипоцитів безпосередньо через β-адренорецептори (21). Швидкий розвиток толерантності до пресорних ефектів, але не до його термогенних ефектів, свідчить про те, що ефедрин впливає на серцево-судинну систему за допомогою адренергічних механізмів, не цілком подібних до тих, що опосередковують термогенез. Тому виникає припущення, що термогенез опосередкований лише частково класичними адренорецепторами (38).
У нелюдському дослідженні на тваринах лікування ефедрином спричинило збільшення ЕЕ приблизно на 10%, що призвело до втрати маси тіла та втрати жиру (36). Дослідження інтервенцій на людях показали подібні ефекти (87, 88, 105). Таким чином, ефедрин стимулює ЕЕ, і ефект зберігається протягом декількох місяців після введення (6).
Однак тривале використання ефедрину не обов'язково призводить до збільшення втрати ваги. Автори досліджень із сприятливими ефектами також повідомляли про дослідження без цих ефектів (5, 86). Неоднозначні результати можуть бути зумовлені незалежними термогенними діями ефедрину, які посилюють вивільнення NE із симпатичного нейрону, стимулюючими ефектами β-адренорецепторів або адаптацією до адреналіну через кілька місяців, якщо ефедрин не поєднується з кофеїном (див. Нижче).
Ефедрин та кофеїн.
Термогенний ефект ефедрину може помітно посилюватися метилксантинами, такими як кофеїн. Дійсно, нелюдські дослідження на тваринах показали, що ефект від ефедрину/кофеїнової суміші був більшим, ніж ефект від ефедрину або лише кофеїну (35, 36, 92, 121).
Взаємодія між ефедрином та кофеїном у впливі на ЕЕ та втрату ваги підтверджено в дослідженнях на людях (5, 7, 14, 59, 77, 113, 114) [див. Astrup (4) для огляду]. У довготривалому дослідженні (6 міс.) На 167 осіб із ожирінням група ефедріну/кофеїну втратила значно більшу вагу, ніж група плацебо (13). Таким чином, щодо тривалого вживання кофеїну або ефедрину теоретично рекомендується поєднувати ці засоби на основі кількох довгострокових експериментів із позитивним результатом і, ймовірно, завдяки синергетичним механізмам. Однак через несприятливі наслідки (див. Нижче) Адміністрація з харчових продуктів і медикаментів (FDA) заборонила продаж дієтичних добавок, що містять ефедру.
Капсаїцин.
Капсаїцин - головний гострий принцип у червоному гострому перці. Як повідомляється, у щурів капсаїцин підвищує термогенез шляхом залежного від дози посилення секреції катехоламіну з мозкового речовини надниркових залоз (65, 127). Існує припущення, що в цьому процесі беруть участь певні нейрони, чутливі до капсаїцину (126). Крім того, індукується зігріваюча дія через секрецію катехоламінів надниркових залоз (64). Осака та ін. (84) повідомили, що критичний локус, який опосередковує викликаний капсаїцином термогенез в стовбурі мозку, знаходиться в премоторній зоні симпатоадреналових прегангліонарних нейронів, тобто рострального вентролатерального мозку.
Йошіока та ін. (136) спостерігали у людей більший приріст ЕЕ відразу після їжі, що містить червоний перець, порівняно з контролем. Крім того, як дослідження на людях, так і на людях показали, що збільшення термогенезу скасовується після введення β-адренергічних блокаторів, таких як пропранолол (65), що означає, що індукований капсаїцином термогенез, ймовірно, заснований на β-адренергічній стимуляції.
Дослідження на нелюдях на тваринах також показали, що ін’єкція або пероральне лікування капсаїцином стимулює діяльність симпатичної нервової системи (65, 126, 127, 134). Таким чином, введення капсаїцину сприяє збільшенню мобілізації ліпідів та зменшенню маси жирової тканини (63, 65).
У дослідженнях, проведених на людях, червоний перець спричиняв зменшення споживання їжі “ad libitum” та підвищену ЕЕ та окислення ліпідів після їжі (56, 129, 135–138). Учасники 2-тижневого дослідження, в якому капсаїцин вводили у поєднанні із зеленим чаєм та курячою есенцією, показали зменшення жиру в організмі (119). У довгостроковому дослідженні спостерігалося відносно більш стійке окиснення жиру в групі капсаїцину порівняно з групою плацебо, що узгоджується з дослідженнями на людях, що не виконуються людьми (73). Однак відновлення ваги було однаковим в обох групах, і передбачалося, що це пов’язано з відсутністю повної відповідності, тобто прийомом половини дози, встановленої дозою (73). Таким чином, тривале застосування капсаїцину може бути обмежене його сильною різкістю. Можливим рішенням цього може бути використання CH-19 Sweet. СН-19 Солодкий - це плід не гострого сорту перцю. У дослідженні людини CH-19 Sweet збільшив споживання кисню та температуру тіла. Вважається, що ці ефекти спричинені капсіатом, який має структуру, подібну до капсаїцину, але не має різкості (81, 82).